(57)【要約】【課題】短焦点距離端での半画角が４０゜を超える広角ズームレンズ系であって、十分な小型化、薄型化（収納長の短縮）を達成する。【解決手段】物体側から順に位置する、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は減少し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は増大するように移動する広角ズームレンズ系において、条件式（１）を満足する広角ズームレンズ系。    （１）-０．４＜ＤW＜-０．1    但し、    ＤW：短焦点距離端における対角像高（最大像高）の歪曲収差。【選択図】  図１
2010079311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に位置する、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、
短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は減少し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は増大するように移動する広角ズームレンズ系において、
次の条件式（１）を満足することを特徴とする広角ズームレンズ系。
（１）-０．４＜ＤW＜-０．1
但し、
ＤW：短焦点距離端における対角像高（最大像高）の歪曲収差。
【請求項２】
請求項１記載の広角ズームレンズ系において、次の条件式（２）ないし（４）を満足する広角ズームレンズ系。
（２）-０．６＜ｆW／ｆ1G-1＜-０．３、ｆ1G-1＜０
（３）０．１＜ｆW／ｆ1G-2＜０．２、ｆ1G-2＞０
（４）０．５＜ＳＦ１＜１．０
但し、
ｆW：短焦点距離端の全系の焦点距離、
ｆ1G-1：第１レンズ群の最も物体側の第１レンズの焦点距離、
ｆ1G-2：第１レンズ群の物体側から数えて２番目の第２レンズの焦点距離、
ＳＦ１：第１レンズ群の第１レンズのシェイピング・ファクター、
ＳＦ１＝（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）
ｒ１：  第１レンズの第１面の曲率半径、
ｒ２：  第１レンズの第２面の曲率半径。
【請求項３】
請求項２記載の広角ズームレンズ系において、次の条件式（５）を満足する広角ズームレンズ系。
（５）１．７＜Ｎ１
但し、
Ｎ１：第１レンズ群の第１レンズの屈折率。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の広角ズームレンズ系において、第１レンズ群は、物体側から順に位置する１枚の負レンズと１枚の正レンズからなる広角ズームレンズ系。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の広角ズームレンズ系において、第３レンズ群は、正単レンズからなるフォーカスレンズ群である広角ズームレンズ系。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載の広角ズームレンズ系と、該広角ズームレンズ系による像を結像させる電子撮像素子とを有し、該電子撮像素子で光電変換した画像データを画像処理して歪曲収差を補正する過程を有する電子撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、写真用カメラ、特にデジタルカメラに用いられる、最も物体側に負の第１レンズ群を位置させる広角ズームレンズ系に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のネガティブリーディングタイプの広角ズームレンズ系は一般的に、広角化すると大型化し、さらに諸収差をより良好に補正しようとすると一層大型化する。すなわち、広角化すると前玉径が増大し、収差補正を良好にしようとすればレンズ枚数が増える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２-２７７７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、短焦点距離端での半画角が４０゜を超えるデジタルカメラ用の広角ズームレンズ系であって、十分な小型化、薄型化（収納長の短縮）を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、デジタルカメラでは、歪曲収差の補正は撮像後の画像処理で可能であり、光学的に行う必要はないとの着眼に基づき、研究の結果完成されたものである。
【０００６】
本発明は、物体側から順に位置する、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は減少し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は増大するように移動する広角ズームレンズ系において、次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１）-０．４＜ＤW＜-０．1
但し、
ＤW：短焦点距離端における対角像高（最大像高）の歪曲収差、
である。
【０００７】
本発明の広角ズームレンズ系は、次の条件式（２）ないし（４）を満足することが好ましい。
（２）-０．６＜ｆW／ｆ1G-1＜-０．３、ｆ1G-1＜０
（３）０．１＜ｆW／ｆ1G-2＜０．２、ｆ1G-2＞０
（４）０．５＜ＳＦ１＜１．０
但し、
ｆW：短焦点距離端の全系の焦点距離、
ｆ1G-1：第１レンズ群の最も物体側の第１レンズの焦点距離、
ｆ1G-2：第１レンズ群の物体側から数えて２番目の第２レンズの焦点距離、
ＳＦ１：第１レンズ群の第１レンズのシェイピング・ファクター、
ＳＦ１＝（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）
ｒ１：  第１レンズの第１面の曲率半径、
ｒ２：  第１レンズの第２面の曲率半径、
である。
【０００８】
また、本発明の広角ズームレンズ系は、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
（５）１．７＜Ｎ１
但し、
Ｎ１：第１レンズ群の第１レンズの屈折率、
である。
【０００９】
第１レンズ群は、具体的には、物体側から順に位置する１枚の負レンズと１枚の正レンズから構成することができる。
【００１０】
第３レンズ群は、正単レンズからなるフォーカスレンズ群とすることができる。
【００１１】
本発明は、電子撮像装置の態様では、以上の広角ズームレンズ系と、該広角ズームレンズ系による像を結像させる電子撮像素子とを有していて、該電子撮像素子で光電変換した画像データを画像処理して歪曲収差を補正する過程を備えている。
【００１２】
本発明の広角ズームレンズ系は、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
（６）１．０＜ｄ1G／ｆW＜６．０
但し、
ｄ1G：第１レンズ群のレンズ群厚、
である。
【００１３】
第１レンズ群の像側には、全体として正の焦点距離を有する１以上の可動レンズ群を配置することが好ましい。そして、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
（７）３．０＜ｄＷ1G-2G／ｆW＜６．０
但し、
ｄＷ1G-2G：短焦点距離端における第１レンズ群と第２レンズ群の群間隔、
である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、残存歪曲収差の補正を画像処理に任せた結果、小型薄型の広角ズームレンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による広角ズームレンズ系の第１実施例の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の諸収差図である。
【図３】同第１実施例の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図４】図３のレンズ構成の諸収差図である。
【図５】本発明による広角ズームレンズ系の第２実施例の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の諸収差図である。
【図７】同第２実施例の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図８】図７のレンズ構成の諸収差図である。
【図９】本発明による広角ズームレンズ系の第３実施例の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の諸収差図である。
【図１１】同第３実施例の長焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１２】図１１のレンズ構成の諸収差図である。
【図１３】本発明による広角ズームレンズ系のレンズ構成例及びその簡易移動図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１３は、本発明による広角ズームレンズ系のレンズ群配置とズーム軌跡の一例を示している。この例は、３群タイプのネガティブリーディング型広角ズームレンズ系であって、物体側から順に、負の第１レンズ群１０と、絞りＳと、正の第２レンズ群２０と、正の第３レンズ群３０とからなっている。この３群ズームレンズは、短焦点距離端（Ｗ）から長焦点距離端（Ｔ）へのズーミングに際し、前記第１レンズ群１０と第２レンズ群２０の間隔は減少し、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間隔は増大するように移動する。絞りＳは、第２レンズ群２０と一緒に移動する。フォーカシングは第１レンズ群１０または第３レンズ群３０で行う。ＣＧは、撮像素子の前方に位置する赤外カットフィルタ等のカバーガラス（平行平面板）である。
【００１７】
以上は３群タイプであるが、全体として正のパワーを有する第２レンズ群以降を、１群とし、あるいは３群以上としても、ネガティブリーディング型の広角ズームレンズ系は成立する。
【００１８】
条件式（１）は、本発明の広角ズームレンズ系が有する歪曲収差の大きさを規定している。条件式（１）の上限を超えると、像面の周辺の解像には有利であるが、広角化と同時に歪曲収差を補正しようとすると、レンズ構成枚数の増大を招き小型化が達成できない。条件式（１）の下限を超えると、像面の周辺像が過度に圧縮され解像が劣化する。
【００１９】
条件式（２）は、負の焦点距離を有する第１レンズ群の負の第１レンズ（最も物体側のレンズ）の焦点距離を規定している。
条件式（２）の上限を超えると、広角化には有利であるが、負の第１レンズのパワーが小さくなりすぎて、収差を補正するには第１レンズ群厚の増大を招き大型化する。
条件式（２）の下限を超えて広角化すると、負の第１レンズのパワーが大きくなりすぎて、第１レンズ群内の球面収差、コマ収差、非点収差が補正過剰となり、変倍時の収差の変動が大きくなる。
【００２０】
条件式（３）は、第１レンズ群の正の第２レンズ（物体側から数えて２番目のレンズ）の焦点距離を規定している。
条件式（３）の上限を超えると、正の第２レンズのパワーが大きくなり、第１レンズ群内で収差のバランスをとるには、条件式（２）の下限を超えた領域との組み合わせとなり、諸収差の補正が過剰となり、変倍時の収差の変動が大きくなる。
条件式（３）の下限を超えると、広角化には有利であるが、正の第２レンズのパワーが小さくなりすぎて、収差を補正するには第１レンズ群厚の増大を招き大型化する。
【００２１】
条件式（４）は、第１レンズ群の負の第１レンズの形状に関する条件である。
条件式（４）の上限を超えると、第１レンズの物体側の面が凸面となり、歪曲収差の補正には有利であるが、半画角４０゜を超える広角化を達成しようとすると、球面収差、コマ収差、非点収差の補正は困難になり、あるいはレンズ枚数が増え、前玉径が増大し、レンズ全長が大きくなる。本発明は歪曲収差を小さく補正する必要はないので上限以下が望ましい。
条件式（４）の下限を超えると、物体側の凹面の曲率が大きくなりマイナスの歪曲収差が大きくなりすぎてしまう。画像処理で歪曲収差は補正できると先述したが、マイナスの大きな歪曲収差が発生してしまうと、像面の周辺になるにしたがって画像が圧縮されて、たとえ歪曲収差は画像処理で補正されたとしても、像面の周辺の解像が劣化し、あまり大きなマイナスの歪曲収差を発生させるべきでない。
【００２２】
条件式（５）は、第１レンズ群の負の第１レンズの屈折率に関する条件である。
条件式（５）の下限を超えると、負の第１レンズの周縁厚（コバ厚）が増大し、第１レンズ群厚が大きくなる。また第１レンズの第２面（凹面）の曲率が大きくなって、球面収差、コマ収差、非点収差の補正が困難になる。
【００２３】
条件式（６）は、第１レンズ群の群厚に関する条件である。
条件式（６）の上限を超えると、レンズ枚数を多くすることができるから歪曲収差を含む諸収差の補正には有利であるが、第１レンズ群厚が増加して収納長の短縮を図ることができない。
条件式（６）の下限を超えると、負の第１レンズと正の第２レンズの間隔が小さくなりすぎて、第１レンズ群内の球面収差、コマ収差、非点収差の補正が困難となる。
【００２４】
条件式（７）は、第１レンズ群の像側に、全体として正の焦点距離を有する１以上の可動レンズ群を配置する場合の好ましい第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を規定している。
条件式（７）の上限を超えると、収差補正には有利であるが、大型化する。
【００２５】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。
また、表中のＦNOはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｗは半画角（゜）、ｆB はバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線に対する屈折率、νはアッベ数を示す。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12・・・    
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の非球面係数）
【００２６】
（実施例１）
図１ないし図４は本発明の広角ズームレンズ系の第１実施例を示している。図１と図３はそれぞれ、短焦点距離端と長焦点距離端のレンズ構成を示し、図２と図４はそれぞれ図１と図３のレンズ構成における諸収差図である。表１はその数値データである。面No. １〜４は第１レンズ群１０、面No. ５〜９は第２レンズ群２０、面No. １０〜１１は第３レンズ群３０、面No. １２〜１３はカバーガラスＣＧであり、絞りＳは第２レンズ群（第５面）の前方（物体側面）0.72mmの位置にある。第１レンズ群１０は、物体側から順に、両凹単レンズと正単レンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両凸レンズと、両凸レンズと両凹レンズの貼合せレンズからなり、第３レンズ群３０は正単レンズからなっている。
【００２７】
（表１）
FNO= 1:2.7-3.5-4.6 
f=3.70-6.70-10.62 
W= 45.4-24.5-15.5 
fB= 3.38-3.38-3.38
Dw=-0.22
面No.     ｒ        ｄ       Nd          ν
1     -58.889      0.70    1.85000    44.7
2       6.872      2.02 
3*     27.228      2.07    1.84666    23.8
4*    -65.570   17.08-7.17-2.65 
5*      6.641      2.28    1.69680    55.5
6*    -24.249      0.17 
7       8.076      1.68    1.76602    48.6
8      -8.076      0.87    1.68256    29.5
9       3.388    2.36-5.41-9.39 
10     22.325      2.11    1.58913    61.2
11    -12.802      2.27 
12        ∞       1.69    1.51633    64.1
13        ∞
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面No.     Ｋ         Ａ４              Ａ６           Ａ８
3         0.00   -0.19845×10-3      0.90745×10-5   0.24067×10-6
4         0.00   -0.40772×10-3      0.10344×10-4       ‐
5         0.00   -0.40941×10-3     -0.43363×10-4   0.88573×10-5
6         0.00    0.21015×10-3      0.47200×10-4       ‐
【００２８】
（実施例２）
図５ないし図８は本発明の広角ズームレンズ系の第２実施例を示している。図５と図７はそれぞれ、短焦点距離端と長焦点距離端のレンズ構成を示し、図６と図８はそれぞれ図５と図７のレンズ構成における諸収差図である。表２はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同じであり、絞りＳは第２レンズ群（第５面）の前方（物体側面）1.94mmの位置にある。
【００２９】
（表２）
FNO= 1:2.7-3.6-4.8 
f=3.70-6.70-10.62 
W= 42.8-24.5-15.7 
fB= 3.38-3.38-3.38
Dw=-0.15
面No.     ｒ        ｄ        Nd         ν
1    -131.848      0.70    1.85000    44.6
2       6.931      2.82 
3*   -127.668      2.16    1.84666    23.8
4*    -20.797   18.84-8.55-3.87 
5*      6.384      1.52    1.69680    55.5
6*    -25.361      0.17 
7       7.828      2.47    1.56258    64.9
8      -7.828      0.84    1.66929    30.2
9       3.366    2.36-6.23-11.29
10     10.135      2.11    1.58913    61.2
11    -17.089      2.27 
12        ∞       1.69    1.51633    64.1
13        ∞
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面No.     Ｋ         Ａ４              Ａ６           Ａ８
3         0.00   -0.22943×10-3     0.13648×10-4  0.16766×10-6
4         0.00   -0.36094×10-3     0.11517×10-4       ‐
5         0.00   -0.36230×10-3     0.23585×10-4  0.27299×10-6
6         0.00    0.12428×10-3     0.41944×10-4       ‐
【００３０】
（実施例３）
図９ないし図１２は本発明の広角ズームレンズ系の第３実施例を示している。図９と図１１はそれぞれ、短焦点距離端と長焦点距離端のレンズ構成を示し、図１０と図１２はそれぞれ図９と図１１のレンズ構成における諸収差図である。表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同じであり、絞りＳは第２レンズ群（第５面）の前方（物体側面）1.12mmの位置にある。
【００３１】
（表３）
FNO= 1:2.7-3.6-4.7 
f=3.70-6.70-10.62 
W= 48.8-24.9-15.6 
fB= 3.39-3.39-3.39
Dw=-0.31
面No.     ｒ        ｄ        Nd         ν
1     -35.852      0.70    1.76263     51.3 
2       6.872      1.80 
3*     18.864      1.95    1.84666     23.8 
4*    150.104   16.11-7.13-3.04 
5*      6.812      2.09    1.69680     55.5 
6*    -28.921      0.17 
7       9.040      1.62    1.85000     45.6 
8      -9.040      1.12    1.69981     28.6 
9       3.631    2.36-5.58-9.78 
10     20.498      2.11    1.58913     61.2 
11    -11.977      2.27 
12       ∞        1.69    1.51633     64.1
13       ∞
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面No.     Ｋ         Ａ４              Ａ６           Ａ８
3         0.00   -0.33487×10-3      0.93635×10-5   0.26049×10-6
4         0.00   -0.52973×10-3      0.13061×10-4       ‐
5         0.00   -0.30776×10-3     -0.83738×10-5   0.84618×10-5
6         0.00    0.38718×10-3      0.85640×10-4       ‐
【００３２】
各実施例の各条件式に対する値を表４に示す。
（表４）
実施例１    実施例２    実施例３
条件式（１）   -0.22        -0.15       -0.31 
条件式（２）   -0.51        -0.48       -0.49 
条件式（３）    0.16         0.13        0.15 
条件式（４）    0.79         0.90        0.68 
条件式（５）    1.85000      1.85000     1.76263
条件式（６）    1.29         1.53        1.20 
条件式（７）    4.62         5.09        4.34 
【図１】
2010079311.tif 000003
【図２】
2010079311.tif 000004
【図３】
2010079311.tif 000005
【図４】
2010079311.tif 000006
【図５】
2010079311.tif 000007
【図６】
2010079311.tif 000008
【図７】
2010079311.tif 000009
【図８】
2010079311.tif 000010
【図９】
2010079311.tif 000011
【図１０】
2010079311.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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